[發明專利]車輛空調裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201880004999.3
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN110072718B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 金成勛;李海準;李城齊
• 申請（專利權）人: 翰昂汽車零部件有限公司
• 主分類號: B60H1/00
• 分類號: B60H1/00;B60H1/32
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 相迎軍;王小東

本發明涉及一種水加熱式熱泵的車輛空調裝置及其控制方法。本發明的目的是將車輛空調裝置構造成能夠盡可能地提高空氣冷卻式熱交換器的熱交換效率，由此提高熱泵的“空調效率”和“熱泵效率”，并相應地提高熱泵的加熱和冷卻性能，由此增加車輛室內的加熱/冷卻性能。為了實現該目的，本發明提供了一種車輛空調裝置及其控制方法，所述車輛空調裝置包括：壓縮機；水冷卻式熱交換器；熱泵模式膨脹閥；空氣冷卻式熱交換器；空調模式膨脹閥；蒸發器；以及熱泵側制冷劑循環管線，該熱泵側制冷劑循環管線在空調模式下從所述蒸發器產生冷空氣，并在熱泵模式下從所述水冷卻式熱交換器中產生熱，其中所述空氣冷卻式熱交換器在所述空調模式和所述熱泵模式下使得在內部制冷劑與環境空氣之間進行熱交換，該車輛空調裝置進一步包括熱交換空氣切換部，該熱交換空氣切換部根據所述空調模式或所述熱泵模式切換與所述空氣冷卻式熱交換器進行熱交換的不同類型空氣。

技術領域

本發明涉及車輛空調系統和用于控制車輛空調系統的方法，更具體地說，涉及：一種車輛空調系統，該車輛空調系統被構造成使空氣冷卻式熱交換器的熱交換效率最大化，并且能夠增強熱泵的空調效率和熱泵效率，因此提高熱泵的加熱/冷卻性能以提高乘客艙的加熱/冷卻性能；以及用于控制車輛空調系統的方法。

背景技術

近年來，已經開發了各種用于有效冷卻和加熱乘客艙的空調系統。特別地，正在開發用于有效地冷卻和加熱諸如電動車輛、混合動力車輛，燃料電池車輛之類的環境友好型電動車輛的乘客艙的各種空調系統。作為這種空調系統的示例，已知一種水加熱式熱泵空調系統。

如圖1中所示，該水加熱式熱泵空調系統包括熱泵側制冷劑循環管線10和加熱器芯側制冷劑循環管線20。

熱泵側制冷劑循環管線10包括壓縮機12、水冷卻式熱交換器14、熱泵模式膨脹閥15、空氣冷卻式熱交換器16、彼此并聯安裝的多個空調模式膨脹閥17、安裝在空調模式膨脹閥17的下游側的蒸發器18以及安裝在空調模式膨脹閥17的下游側的多個冷卻器19。

在用于冷卻目的的空調模式下，熱泵側制冷劑循環管線10允許熱泵模式膨脹閥15斷開，使得制冷劑能在不經過熱泵模式膨脹閥15的情況下循環。由于制冷劑循環，在蒸發器18和冷卻器19中產生具有低溫度的冷能。由此產生的冷能傳遞到乘客艙、電池(未示出)和電氣部件(未示出)，從而冷卻乘客艙、電池和電氣部件。

在用于加熱目的的熱泵模式下，將熱泵模式膨脹閥15開啟，使得制冷劑能經過熱泵模式膨脹閥15并循環通過熱泵模式膨脹閥15。由于制冷劑循環，在水冷卻式熱交換器14中產生具有高溫度的熱，并且該熱被傳遞到加熱器芯側冷卻水循環管線20。因此，具有高溫度的熱通過加熱器芯側冷卻水循環管線20的加熱器芯24輻射到乘客艙中，從而加熱乘客艙。

在這方面，空氣冷卻式熱交換器16在空調模式下用作冷凝器，而在熱泵模式下用作蒸發器。在空調模式下，用作冷凝器的空氣冷卻式熱交換器16側的熱在與由冷卻風扇16a吸入的空氣進行熱交換的同時被輻射出。在熱泵模式下，用作蒸發器的空氣冷卻式熱交換器16側的冷能在與由冷卻風扇16a吸入的空氣進行熱交換的同時被輻射出。

加熱器芯側冷卻水循環管線20包括：內部流動路徑22，其形成在熱泵側制冷劑循環管線10的水冷卻式熱交換器14中；加熱器芯24，其安裝在乘客艙內；以及水泵25，其用于使冷卻水在加熱器芯24和水冷卻式熱交換器14的內部流動路徑22之間循環。

在熱泵模式下，加熱器芯側冷卻水循環管線20使冷卻水在熱泵側制冷劑循環管線10的水冷卻式熱交換器14和加熱器芯24之間循環，從而將在熱泵側制冷劑循環管線10的水冷卻式熱交換器14中產生的熱傳遞到加熱器芯24。因此，傳遞到加熱器芯24的具有高溫度的熱被輻射到乘客艙中以加熱乘客艙。

在空調模式下，加熱器芯側冷卻水循環管線20將水冷卻式熱交換器14中產生的熱傳遞到散熱器27。因此，在水冷卻式熱交換器14中產生的熱由散熱器27輻射。